(57)【要約】【課題】測定時間を増加させることなくつなぎ精度を追加して測定するのに好ましいマスク、半導体装置、測定方法、半導体装置の製造方法およびプログラムを提供する。【解決手段】第１相補マークＣ２１は、十字マークと矩形の合わせ精度測定用マークＢＭ２部分とが重なった形状の測定用マークＴＭ３を相補分割した形状をもつ。第２相補マークＣ２２は、上記の測定用マークＴＭ３を分割した場合の略残りの形状に対応する。上記の相補マークＣ２１，Ｃ２２が露光されて、ウエハには測定用マークＴＭ３が形成される。測定用マークＴＭ３のつなぎ精度測定用部分Ｃ２１ａ，Ｃ２１ｂ，Ｃ２２ａ，Ｃ２２ｂによりｘ，ｙ方向のつなぎ精度が測定される。中心の合わせ精度測定用マークＢＭ２部分が、下層との合わせ精度に用いられる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光体に形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクであって、
前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部が形成され、露光により前記被露光体に前記測定用マークが形成されるようにした
マスク。
【請求項２】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向に延びる部分とを有し、
前記相補マークのそれぞれが前記第１の方向に延びる部分と、前記第２の方向に延びる部分とをもつように前記測定用マークが相補的に分割され、前記相補マークの前記開口部が形成された
請求項１記載のマスク。
【請求項３】
前記測定用マークは、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅と、下層との合わせ精度とを同時に測定し得る形状をもつ
請求項１記載のマスク。
【請求項４】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向に延びる部分と、前記第１の方向に延びる２辺と前記第２の方向に延びる２辺とにより囲まれた合わせ精度測定用部分とを有し、
前記相補マークのそれぞれが第１の方向に延びる部分と、第２の方向に延びる部分とをもつように前記測定用マークが相補的に分割され、前記相補マークの前記開口部が形成された
請求項３記載のマスク。
【請求項５】
形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンが形成された半導体装置であって、
前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが前記相補露光により形成された
半導体装置。
【請求項６】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向とに延びる部分とを有する
請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記測定用マークは、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅と、下層との合わせ精度とを同時に測定し得る形状をもつ
請求項５記載の半導体装置。
【請求項８】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向に延びる部分と、前記第１の方向に延びる２辺と前記第２の方向に延びる２辺とにより囲まれた合わせ精度測定用部分とを有する
請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて被露光体に形成された前記パターンのつなぎ精度および線幅を測定する測定方法であって、
前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部を前記マスクに形成しておき、露光により前記被露光体に前記パターンと前記測定用マークを形成した後に、
前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と線幅とを測定する
測定方法。
【請求項１０】
前記つなぎ精度を測定する工程は、
前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求める
請求項９記載の測定方法。
【請求項１１】
前記測定用マークは、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅と、下層との合わせ精度とを同時に測定し得る形状をもつ
請求項９記載の測定方法。
【請求項１２】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向に延びる部分と、前記第１の方向に延びる２辺と前記第２の方向に延びる２辺とにより囲まれた合わせ精度測定用部分とを有し、
前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と、前記測定用マークの線幅と、下層との合わせ精度を測定する
請求項１１記載の測定方法。
【請求項１３】
前記つなぎ精度を測定する工程は、
前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求める
請求項１２記載の測定方法。
【請求項１４】
前記下層との合わせ精度を測定する工程は、
前記被露光体において前記下層に形成された合わせ精度測定用マークの重心位置と、前記測定用マークを構成する前記合わせ精度測定用部分の重心位置とを求め、二つの前記重心位置のずれ量を求める
請求項１２記載の測定方法。
【請求項１５】
形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンを形成する半導体装置の製造方法であって、
前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部を前記マスクに形成しておき、露光により前記半導体装置に前記パターンと前記測定用マークを形成した後に、
前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と線幅とを測定する
半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記つなぎ精度を測定する工程は、
前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求める
請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記測定用マークは、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅と、下層との合わせ精度とを同時に測定し得る形状をもつ
請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記測定用マークは、第１の方向に延びる部分と、前記第１の方向と交わる第２の方向に延びる部分と、前記第１の方向に延びる２辺と前記第２の方向に延びる２辺とにより囲まれた合わせ精度測定用部分とを有し、
前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と、前記測定用マークの線幅と、下層との合わせ精度を測定する
請求項１７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記つなぎ精度を測定する工程は、
前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求める
請求項１８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記下層との合わせ精度を測定する工程は、
前記被露光体において前記下層に形成された合わせ精度測定用マークの重心位置と、前記測定用マークを構成する前記合わせ精度測定用部分の重心位置とを求め、二つの前記重心位置のずれ量を求める
請求項１８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンが形成された被露光体の前記パターンのつなぎ精度と線幅を測定装置に測定させるプログラムであって、
前記相補露光により相補マークがつなぎ合わせられて前記被露光体に形成された測定用マークのエッジ位置を特定するステップと、
前記測定用マークにおいて対向する２つのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークの線幅を求めるステップと、
前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求めるステップと、を測定装置に実施させる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相補露光に使用されるマスク、当該マスクによりパターンが形成された半導体装置、被露光体に形成されたパターンの精度を測定する測定方法とそのプログラム、および当該測定方法により半導体装置の品質を保証して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィに代わる次世代の露光技術として、電子ビームを用いた転写型の露光技術が開発されている。この転写型露光技術は、１００ｋＶ程度の加速電子ビームを使用してフォトリソグラフィと同様にデバイスパターンを一定倍率で拡大したマスクパターンが形成されたマスクを使用するＥＰＬ（Electron Projection Lithography ）技術や、２ｋＶ程度の低加速電子ビームを使用してデバイスパターンと等倍のマスクパターンが形成されたマスクを使用するＬＥＥＰＬ（low energy electron beam proximity projection lithography)技術がある。
【０００３】
これらの露光技術において使用されるマスクは、フォトマスクの構造と大きく異なり、基板に厚さおよそ０．１μｍから１０μｍ程度の薄膜領域（メンブレン）を形成し、そのメンブレンに貫通孔としてマスクパターンを形成したステンシルマスクが提案されている（特許文献１参照）。そして、これらのメンブレン材質としては、これまでＳｉやＳｉＣ、ＳｉＮなどが提案されている。
【０００４】
図１１（ａ）は、ステンシルマスクの平面図であり、図１１（ｂ）は露光領域の拡大斜視図である。
【０００５】
図１１（ａ）に示すように、ステンシルマスク１０は、例えば円盤状の部材の中央部にＸ線、イオン、電子線が照射される露光領域１２が配置されている。図１１（ｂ）に示すように、露光領域１２には、厚さ３００ｎｍから５μｍ程度の薄膜（以下、メンブレンと称する）１３に図示しない開口パターンが形成される。露光領域１２には、薄いメンブレン１３の強度を補強するために、梁部１４が形成されている。梁部１４により区画された領域がパターン形成可能領域となる。上記のステンシルマスク１０は、例えばＳＯＩウエハをもとに作製され、梁部１４の膜厚は、例えば８インチのシリコンウエハの厚さと同じ７２５μｍ程度である。
【０００６】
図１２は、一つのパターン形成可能領域を拡大した斜視図である。
図１２に示すように、パターンに対応した開口（貫通孔）１５は、梁部１４の部分には形成されず、パターン形成可能領域のメンブレン１３に形成される。図１２に示すように、ステンシルマスクでは、パターンは開口１５により形成されることから、ドーナツパターン等の中央部が支持不可能なパターンをそのまま形成することはできない。
【０００７】
図１３は、上記のステンシルマスクへのパターン形成からウエハにパターンを転写するまでの工程を説明するための図である。
【０００８】
図１３（ａ）に示すように、中央部が支持不可能なドーナツパターンＳＰ１や、支持が困難なリーフパターンＳＰ２が設計パターンに含まれている場合には、図１３（ｂ）に示すように、ステンシルマスクの一つのメンブレン１３ａに、ドーナツパターンＳＰ１を分割した相補パターンＣＰ１ａと、リーフパターンＳＰ２を分割した相補パターンＣＰ２ａを形成する。また、異なるブロックのメンブレン１３ｂに、ドーナツパターンＳＰ１を分割した相補パターンＣＰ１ｂと、リーフパターンＳＰ２を分割した相補パターンＣＰ２ｂを形成する。
【０００９】
そして、ステンシルマスクに電子線等の荷電粒子線を照射することにより、ウエハ１００にメンブレン１３ａの相補パターンＣＰ１ａ，ＣＰ２ａを露光する。次に、異なるブロックのメンブレン１３ｂがウエハ１００の同一の位置にくるように位置合わせした後に、ステンシルマスクに荷電粒子線を照射することにより、ウエハ１００にメンブレン１３ｂの相補パターンＣＰ１ｂ，ＣＰ２ｂを露光する。
【００１０】
以上のようにして、複数回の相補露光を行うことにより、図１３（ｃ）に示すように、設計パターンと同じドーナツパターンＰ１とリーフパターンＰ２がウエハ１００上に形成される。従来のフォトマスクを用いて形成されたパターンと同様に、ステンシルマスクを用いて相補露光により形成されたウエハ１００のパターンの精度を保証することは極めて重要である。
【特許文献１】特開２００３−５９８１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来、フォトマスクを用いて露光したパターンの精度の保証のための測定項目としては、線幅、下層との合わせ精度があるが、上記のステンシルマスクを用いて相補露光したパターンの精度の保証のために、さらにつなぎ精度を測定する必要がある。なお、パターンのつなぎ精度を高めるための技術については提案されている（特許文献２参照）。
【００１２】
つなぎ精度とは、相補露光により相補パターンが良好に繋がって一つのパターンを形成しているか、換言すると、同じ層での合わせ精度である。
【００１３】
従来のフォトリソフラフィ技術では、フォトマスクを用いて露光したパターンの精度を保証するため、線幅測定と、下層との合わせ精度測定は、別々の測定装置を用いて測定している。ここで、単純につなぎ精度を測定するために新たに別の測定装置を追加して測定を行おうとすると、製造における測定時間の割合が増加することとなってしまう。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定時間を増加させることなくつなぎ精度を追加して測定するのに好ましいマスクおよび半導体装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、相補露光により形成された被露光体のパターンの線幅とつなぎ精度とを同時に測定することができる測定方法および当該測定方法を採用した半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、相補露光により形成された被露光体のパターンの線幅とつなぎ精度とを同時に測定するプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明のマスクは、被露光体に形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクであって、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部が形成され、露光により前記被露光体に前記測定用マークが形成されるようにしている。
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置は、形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンが形成された半導体装置であって、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが前記相補露光により形成されている。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明の測定方法は、形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて被露光体に形成された前記パターンのつなぎ精度および線幅を測定する測定方法であって、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部を前記マスクに形成しておき、露光により前記被露光体に前記パターンと前記測定用マークを形成した後に、前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と線幅とを測定する。
【００２０】
上記の本発明のマスクを用いた相補露光により、本発明の半導体装置には、パターンの他に相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが形成される。
そして、本発明の測定方法では、半導体装置に形成された測定用マークのエッジ位置に基づいて、測定用マークを構成する相補マークのつなぎ精度と線幅とが測定される。
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方法は、形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンを形成する半導体装置の製造方法であって、前記相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの前記開口部を前記マスクに形成しておき、露光により前記半導体装置に前記パターンと前記測定用マークを形成した後に、前記測定用マークのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークを構成する前記相補マークの前記つなぎ精度と線幅とを測定する。
【００２２】
上記の本発明の半導体装置の製造方法では、相補パターンのつなぎ精度と、線幅とを同時に測定し得る測定用マークが相補的に分割された相補マークの開口部をもつマスクを用いた相補露光により、半導体装置には、パターンの他に測定用マークが形成される。
そして、半導体装置に形成されたパターンの品質を保証すべく、測定用マークのエッジ位置に基づいて、測定用マークを構成する相補マークのつなぎ精度と線幅とが測定される。
【００２３】
上記の目的を達成するため、本発明のプログラムは、形成すべきパターンが相補的に分割された相補パターンの開口部を有する相補型のマスクを用いた相補露光により、前記相補パターンがつなぎ合わせられて前記パターンが形成された被露光体の前記パターンのつなぎ精度と線幅を測定装置に測定させるプログラムであって、前記相補露光により相補マークがつなぎ合わせられて前記被露光体に形成された測定用マークのエッジ位置を特定するステップと、前記測定用マークにおいて対向する２つのエッジ位置に基づいて、前記測定用マークの線幅を求めるステップと、前記測定用マークを構成するそれぞれの前記相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求めるステップと、を測定装置に実施させる。
【００２４】
上記の本発明のプログラムでは、測定装置に読み込まれることにより、まず、相補露光により相補マークがつなぎ合わせられて被露光体に形成された測定用マークのエッジ位置が特定される。
次に、測定用マークにおいて対向する２つのエッジ位置に基づいて、測定用マークの線幅が求められる。
次に、測定用マークを構成するそれぞれの相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置が求められ、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量が求められる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、相補露光により形成されたパターンの線幅、つなぎ精度が保証された半導体装置を提供することができる利点がある。
また、測定工程を追加することなく、つなぎ精度を保証することができるマスクを提供できる。
本発明の測定方法では、相補露光により形成された被露光体のパターンの線幅とつなぎ精度とを同時に測定することができ、高度な品質保証を保ちつつ測定時間を短縮することができる。
本発明に係るプログラムが測定装置に読み込まれることにより、相補露光により形成された被露光体のパターンの線幅とつなぎ精度とを同時に測定可能な測定装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
第１実施形態
本実施形態では、ステンシルマスクを用いた相補露光により形成されたパターンの線幅測定およびつなぎ精度測定とを一つの測定装置で行い、下層との合わせ精度測定を他の測定装置で行うものである。
【００２８】
図１（ａ）にステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークＣ１を示し、図１（ｂ）に他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークを示し、図１（ｃ）にウエハに転写される測定用マークを示す。
【００２９】
本実施形態に係るステンシルマスクは、基本的には図１１を参照して説明したステンシルマスクと同様の構造をもつが、ステンシルマスクのメンブレン１３には、パターンの線幅測定およびつなぎ精度測定とを一つの測定装置で同時に測定し得る測定用マークを形成するための相補マークを形成しておく。
【００３０】
第１相補マークＣ１は、ｘ方向に延びるラインパターンを分割した形状をもち、一のブロックのメンブレンに他のデバイスパターンと同様の開口により形成される。
【００３１】
第２相補マークＣ２は、上記のラインパターンを分割した場合の残りの形状に対応し、他のブロックのメンブレンに他のデバイスパターンと同様の開口により形成される。なお一のブロックと他のブロックとは、同一の基板の別々のブロックでもよく、別の基板のブロックでもよい。
【００３２】
上記の相補マークＣ１，Ｃ２が形成されたステンシルマスクを用いた相補露光により、デバイスパターンが形成されると同時に、第１相補マークＣ１と第２相補マークＣ２の繋ぎ合わせによりウエハには測定用マークＴＭ１が形成される。なお、本実施形態の測定に用いられる測定用マークＴＭ１とは、ウエハ上のレジストが露光された後に現像されて形成されたレジストのパターンである。
【００３３】
本実施形態に係る測定方法では、図１（ｃ）において、測定用マークＴＭ１のつなぎ部分の前後に相当する領域（図中、点線で示す）を測定ポイントとして観察の照準を合わせる。そして、観察されたｘ方向に延びる測定用マークＴＭ１を用いてｙ方向における線幅とつなぎ精度とを測定する。
【００３４】
図１（ｃ）に示す測定用マークＴＭ１では、後述するように、ｙ方向における線幅とつなぎ精度の測定のみにしか利用できない。ｘ方向における線幅とつなぎ精度の測定をするため、図示はしないが、相補露光によりウエハの異なる領域にｙ方向にのびる測定用マークが形成されるようにする。すなわち、図示はしないが、ステンシルマスクの一のブロックのメンブレンにｙ方向に延びる一方の相補マークを形成しておき、他のブロックのメンブレンにｙ方向に延びる他方の相補マークを形成しておく。
【００３５】
本実施形態に係る測定装置は、パターン線幅の測定に加えて、つなぎ精度測定を行うようなプログラムを例えば測長ＳＥＭ等に組み込むことにより実現される。
【００３６】
図２は、本実施形態に係るプログラムが読み込まれることにより線幅測定とつなぎ精度測定とを同時に実施する測定装置のブロック図である。
【００３７】
測定装置は、観察手段１と、本実施形態に係るプログラム２ａを格納する記憶部２と、観察手段１からの信号に基づいて線幅とつなぎ精度とを測定する処理部３とを有する。
【００３８】
観察手段１は、光を用いて観察する光学顕微鏡あるいは電子線を用いて観察する電子顕微鏡等により構成される。例えば、測長ＳＥＭを用いる場合には、観察手段１は、ウエハ上に電子ビームを照射し、その電子ビームを二次元的に走査しながら、ウエハ表面から放出される二次電子を時系列的に検出し、それをＣＲＴに輝度変調して走査像を描き画像信号として再現する。画像のコントラストの大部分は、ウエハの凹凸によって変化する二次電子放出量の差によって決定される。
【００３９】
あるいは、観察手段１として、合わせ精度測定装置に用いられる光を用いて観察する干渉顕微鏡を採用してもよい。干渉顕微鏡は光の位相差（光路差）を干渉色の差として表現するもので、微小な凹凸の段差や透明膜の屈折率の違いを検出してパターンのエッジ位置を検出する。
【００４０】
記憶部２には、線幅とつなぎ精度とを同時に測定するための処理手順が書き込まれたプログラム２ａが格納されている。
【００４１】
処理部３は、プログラム２ａを読み込むことにより観察手段１からの信号に基づいて線幅とつなぎ精度とを測定する。
【００４２】
図３は、プログラム２ａを読み込むことにより処理部３が果たす機能を特定するブロック図である。
【００４３】
処理部３は、エッジ位置特定手段３１と、線幅測定手段３２と、つなぎ精度測定手段３３とを有する。
【００４４】
エッジ位置特定手段３１は、観察手段１から入力される画像信号に基づいてウエハの測定用マークのエッジを検出する。すなわち、エッジ位置検出手段３１は、観察手段１により得られる測定用マークのコントラスト信号から測定用マークのエッジを特定する。
【００４５】
線幅測定手段３２は、エッジ位置特定手段３１により特定された測定用マークのエッジの間隔を求め、線幅として算出する。
【００４６】
つなぎ精度測定手段３３は、後述するように、測定用マークを構成するそれぞれの相補マークについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、相補マーク毎に求められた当該中点位置のずれ量を求める。
【００４７】
次に、図４のフローチャートも参照しつつ、本実施形態に係るパターンの線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを測定する測定方法について詳細に説明する。
【００４８】
まず、図１（ｃ）に示すウエハに形成された測定用マークＴＭ１が観察手段１により観察され、エッジ位置特定手段３１により測定用マークＴＭ１のエッジ位置が特定される（ステップＳＴ１）。
【００４９】
測定用マークＴＭ１のエッジ位置が特定された後、図１（ｃ）に示すように、ｘ方向に延伸している測定用マークＴＭ１について、ｙ方向に対向する２つのエッジ位置の間隔Ｗを求めて、測定用マークＴＭ１の線幅とする（ステップＳＴ２）。なお、図１（ｃ）では、測定用マークＴＭ１を構成する第２相補マークＣ２の線幅を測定する例について図解しているが、第１相補マークＣ１の線幅を測定してもよい。
【００５０】
上記の線幅測定（ステップＳＴ２）と同時に、ｙ方向におけるつなぎ精度を測定する（ステップＳＴ３）。
ステップＳＴ３では、図１（ｃ）に示すように、測定用マークＴＭ１を構成する第１相補マークＣ１について、ｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ１を求める。また、測定用マークＴＭ１を構成する第２相補マークＣ２についても、ｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ２を求める。なお、中点位置ｍｐ１，ｍｐ２は、ｙ座標のみでよい。そして、中点位置ｍｐ１，ｍｐ２の差（ｍｐ１−ｍｐ２）により、ｙ方向におけるずれ量Δｙを求める。
【００５１】
なお、図１に示す例では、ｙ方向線幅と、ｙ方向のつなぎ精度のみしか測定できないため、図示はしないが相補露光により形成されたｙ方向に伸びる測定用マークについても、ステップＳＴ２，ＳＴ３と同時に測定を行い、ｘ方向線幅と、ｘ方向のつなぎ精度の測定も行う。より好ましくは、ウエハ内に上記の測定用マークが数点形成されるようにし、ウエハ内で数点、線幅とつなぎ精度の測定データを取得することによりパターンの精度を保証する。
【００５２】
上記のステップＳＴ１〜ＳＴ３までの線幅測定およびつなぎ精度測定が一つの測定装置で行われた後、合わせ精度測定装置を用いて、合わせ精度測定を行う（ステップＳＴ４）。なお、合わせ精度測定装置は、例えば上述した干渉顕微鏡が用いられる。
【００５３】
図５は、合わせ精度測定のためのウエハに別に形成された合わせ精度測定用マークを示す。
【００５４】
図５に示すように、ウエハには下層のパターンと同時に形成した、下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄが既に形成されており、その上層に測定対象となる相補露光により形成された合わせ精度測定用マーク（ボックスマークと称される）ＢＭ２が形成される。なお、本実施形態の測定に用いられる合わせ精度測定用マークＢＭ２とは、ウエハ上のレジストが露光された後に現像されて形成されたレジストのパターンである。図示はしないが、ウエハに合わせ精度測定用マークＢＭ２を形成するためのマークが、ステンシルマスクに形成される。
【００５５】
下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄは、ｙ方向に延びるマークＢＭ１ａ，ＢＭ１ｂと、ｘ方向に延びるマークＢＭ１ｃ，ＢＭ１ｄとにより構成される。合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄが４つに分割されているのは、このマークをステンシルマスクで形成する場合には中央部が支持されないドーナツパターンとなってしまうからである。従って、下層がフォトマスクを用いた露光により形成される場合には、１つに繋がったいわゆるアウターボックスマークとなる。
【００５６】
下層との合わせ精度測定（ステップＳＴ４）では、合わせ精度測定装置により、まず、ｙ方向に延びるマークＢＭ１ａ，ＢＭ１ｂのｘ座標を検出する。ｘ座標の検出には、合わせ精度測定用マークＢＭ２側の内側のエッジの座標を用いてもよいし、外側のエッジの座標を用いてもよい。あるいは、内側のエッジの座標と外側のエッジの座標の中点を求め、これをｘ座標としてもよい。
このようにして求められたマークＢＭ１ａのｘ座標とマークＢＭ１ｂのｘ座標との中点を求める。
【００５７】
同様に、ｘ方向に延びるマークＢＭ１ｃ，ＢＭ１ｄのｙ座標を検出する。ｙ座標の検出方法は、上記のｘ座標の場合と同様である。このようにして求められたマークＢＭ１ｃのｙ座標とマークＢＭ１ｄのｙ座標との中点を求める。
これにより、下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄを一つのマークとした場合の重心位置が求められる。
【００５８】
合わせ精度測定用マークＢＭ２についても、同様に、合わせ精度測定装置により、ｙ方向に延びる２辺のｘ座標の中点を求め、ｘ方向に延びる２辺のｙ座標の中点を求める。
これにより、合わせ精度測定用マークＢＭ２の重心位置が求められる。
【００５９】
下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄの重心位置（ｘ座標、ｙ座標）と、合わせ精度測定用マークＢＭ２の重心位置（ｘ座標、ｙ座標）との差を求めることにより、ｘ方向およびｙ方向におけるパターンの下層との位置ずれが求められる。この下層の合わせ精度測定においても、ウエハ内に上記の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄ，ＢＭ２が数点形成されるようにし、ウエハ内で数点、ずれ量のデータを取得することによりパターンの精度を保証する。
【００６０】
以上のようにして、ウエハに形成された測定用マークの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が良好であると判定された場合に、当該レジストを用いて下地層がエッチングされて、パターン加工されて半導体装置のパターン層が形成される。加工後の半導体装置の層にも、測定用マークＴＭ２と合わせ精度測定用マークＢＭ２は残る。不良であると判定された場合には、レジストを剥離し、再度、レジスト塗布、露光、現像、測定を繰り返す。これにより、ウエハに形成されたデバイスパターンの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が保証される。
【００６１】
上記の本実施形態に係る測定方法によれば、線幅と、つなぎ精度の測定とを一つの測定装置で行うことにより、相補露光により形成されたパターンの品質保証に必要なつなぎ精度の測定の追加に伴う測定工程および測定装置の追加の必要がなくなる。
【００６２】
このため、測定時間の短縮を図ることができ、本実施形態に係る測定方法を測定工程に組み込んだ半導体装置の製造方法は、測定時間の増加に伴う半導体装置のスループットの低下を防止することができる。
【００６３】
線幅とつなぎ精度の測定とを一つの測定装置により測定し得る測定用マークを分割した相補マークを、ステンシルマスクに形成しておき、相補露光後に他のデバイスパターンと同様に測定用マークを形成するようにすることで、品質保証に対応したステンシルマスクを実現できる。
【００６４】
上記のステンシルマスクを用いた相補露光によりデバイスパターンとともに形成された測定用マークを有する半導体装置は、線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度を保証することができることから、信頼性を向上させることができる。
【００６５】
上記の線幅測定とつなぎ精度測定とを同時に行う測定装置は、観察手段１として従来の合わせ精度測定装置や、測長ＳＥＭ等を利用し、同時測定を実施させるための手順が書き込まれたプログラムを作製することのみで実現することができる。
【００６６】
第２実施形態
本実施形態は、パターンの線幅測定およびつなぎ精度測定とを一つの測定装置で行う場合に、ｘ方向とｙ方向のパターンの線幅とつなぎ精度測定とを一つの測定用マークを用いて行うものである。
【００６７】
図６（ａ）にステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークＣ１１を示し、図６（ｂ）に他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークＣ１２を示し、図６（ｃ）にウエハに転写される測定用マークＴＭ２を示す。
【００６８】
第１相補マークＣ１１は、ｘ方向に延びるライン部分とｙ方向に延びるライン部分とをもつように十字マークを相補分割したＬ字形状であり、他のパターンと同様の開口によりメンブレンに形成される。
【００６９】
第２相補マークＣ１２は、上記の十字マークを分割した場合の略残りの形状に対応し、他のパターンと同様の開口によりメンブレンに形成される。すなわち、第１相補マークＣ１１と同様に、ｘ方向に延びるライン部分とｙ方向に延びるライン部分とをもつＬ字形状である。
【００７０】
上記の相補マークＣ１１，Ｃ１２が形成されたステンシルマスクを用いた相補露光により、デバイスパターンが形成されると同時に、第１相補マークＣ１１と第２相補マークＣ１２の繋ぎ合わせによりウエハには十字の測定用マークＴＭ２が形成される。なお、本実施形態の測定に用いられる測定用マークＴＭ２とは、ウエハ上のレジストが露光された後に現像されて形成されたレジストのパターンである。なお、十字の測定用マークＴＭ２を相補分割した相補マークＣ１１，Ｃ１２の形状は、上記に限られず、双方の相補マークがｘ方向に延びるライン部分と、ｙ方向に延びるライン部分とを有していればよい。
【００７１】
本実施形態に係る測定方法では、図６（ｃ）において、測定用マークＴＭ２のつなぎ部分（十字の交差部分）の前後に相当する領域（図中、点線で示す）を測定ポイントとして、観察の照準を合わせる。そして、観察された測定用マークＴＭ２を用いて、ｘ，ｙ方向における線幅とつなぎ精度とを測定する。
【００７２】
本実施形態に係る測定装置は、基本的に、図２および図３に示した第１実施形態の測定装置と同様の構成である。ただし、一つの測定用マークからの観察画像に基づいて、以下に説明するような、ｘ，ｙ方向における線幅測定と、つなぎ精度測定とを行うようなプログラムを例えば測長ＳＥＭ等に組み込むことにより実現される。
【００７３】
次に、図４のフローチャートも参照しつつ、パターンの線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを測定する測定方法について詳細に説明する。
【００７４】
まず、図６（ｃ）に示すウエハに形成された測定用マークＴＭ２が観察手段１により観察され、エッジ位置特定手段３１により測定用マークＴＭ２のエッジ位置が特定される（ステップＳＴ１）。
【００７５】
測定用マークＴＭ２のエッジ位置が特定された後、図６（ｃ）に示すように、測定用マークＴＭ２において、対向する２つのエッジ位置の間隔Ｗを求めて、測定用マークＴＭ２の線幅とする（ステップＳＴ２）。なお、図６（ｃ）では、測定用マークＴＭ２を構成する第２相補マークＣ１２において、ｙ方向に対向する線幅を測定する例について図解しているが、他の３つの線幅のいずれを測定してもよく、あるいは全てを測定してもよい。
【００７６】
上記の線幅測定（ステップＳＴ２）と同時に、ｘ，ｙ方向におけるつなぎ精度を測定する（ステップＳＴ３）。
【００７７】
ステップＳＴ３では、測定用マークＴＭ２を構成する第１相補マークＣ１１について、ｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ１１ｙを求める。また、測定用マークＴＭ２を構成する第２相補マークＣ１２についても、ｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ１２ｙを求める。なお、中点位置ｍｐ１１ｙ，ｍｐ１２ｙは、ｙ座標のみでよい。そして、中点位置ｍｐ１１ｙ，ｍｐ１２ｙの差（ｍｐ１１ｙ−ｍｐ１２ｙ）により、ｙ方向におけるずれ量Δｙを求める。
【００７８】
また、測定用マークＴＭ２を構成する第１相補マークＣ１１について、ｘ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ１１ｘを求める。また、測定用マークＴＭ２を構成する第２相補マークＣ１２についても、ｘ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ１２ｘを求める。なお、中点位置ｍｐ１１ｘ，ｍｐ１２ｘは、ｘ座標のみでよい。そして、中点位置ｍｐ１１ｘ，ｍｐ１２ｘの差（ｍｐ１１ｘ−ｍｐ１２ｘ）により、ｘ方向におけるずれ量Δｘを求める。
【００７９】
なお、より好ましくは、ウエハ内に上記の測定用マークＴＭ２が数点形成されるようにし、ウエハ内で数点、線幅とつなぎ精度の測定データを取得することによりパターンの精度を保証する。
【００８０】
上記のステップＳＴ１〜ＳＴ３までの線幅測定およびつなぎ精度測定が一つの測定装置で行われた後、合わせ精度測定装置を用いて、下層との合わせ精度測定を行う（ステップＳＴ４）。
【００８１】
ステップＳＴ４は、第１実施形態と同様に、合わせ精度測定のための合わせ精度測定用マークを用いて測定を行う（図５参照）。なお、当該工程に使用する測定装置および測定方法は、第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００８２】
以上のようにして、ウエハに形成された測定用マークの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が良好であると判定された場合に、当該レジストを用いて下地層がエッチングされて、パターン加工されて半導体装置のパターン層が形成される。加工後の半導体装置の層にも、測定用マークＴＭ２と合わせ精度測定用マークＢＭ２は残る。不良であると判定された場合には、レジストを剥離し、再度、レジスト塗布、露光、現像、測定を繰り返す。これにより、ウエハに形成されたデバイスパターンの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が保証される。
【００８３】
上記の本実施形態に係る測定方法によれば、第１実施形態の効果に加えて、一つの測用マークを用いて、ｘ方向とｙ方向のパターンの線幅とつなぎ精度測定とを行うことができる。この結果、マスクに形成する相補マークおよびウエハに形成される測定用マークの数を削減することができ、有効なデバイスパターン形成領域を大きくとることが可能となる。
【００８４】
第３実施形態
本実施形態は、パターンの線幅測定と、つなぎ精度測定と、下層との合わせ精度測定とを一つの測定装置で行うものである。
【００８５】
図７（ａ）にステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークＣ２１を示し、図７（ｂ）に他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークＣ２２を示し、図７（ｃ）にウエハに転写される測定用マークＴＭ３を示す。
【００８６】
第１相補マークＣ２１は、十字マークと矩形の図５に示す合わせ精度測定用マークＢＭ２部分とが重なった形状の測定用マークＴＭ３を相補分割した形状をもつ。この相補分割は、少なくともｘ方向に延びるライン状のつなぎ精度測定用部分Ｃ２１ａと、ｙ方向に延びるライン状のつなぎ精度測定用部分Ｃ２１ｂとをもつように行われ、他のパターンと同様の開口によりメンブレン１３に形成される。図７（ａ）に示す例では、第１相補マークＣ２１は、合わせ精度測定用マークＢＭ２の半形も有する。
【００８７】
第２相補マークＣ２２は、上記の測定用マークＴＭ３を分割した場合の略残りの形状に対応し、メンブレン１３に他のパターンと同様の開口から形成される。すなわち、第２相補マークＣ２２は、少なくともｘ方向に延びるライン状のつなぎ精度測定用部分Ｃ２２ａと、ｙ方向に延びるライン状のつなぎ精度測定用部分Ｃ２２ｂとをもち、図７（ｂ）に示す例では、第２相補マークＣ２２は、合わせ精度測定用マークＢＭ２の半形も有する。
【００８８】
上記の相補マークＣ２１，Ｃ２２が形成されたステンシルマスクを用いた相補露光により、デバイスパターンが形成されると同時に、第１相補マークＣ２１と第２相補マークＣ２２の繋ぎ合わせによりウエハには図７（ｃ）に示すような測定用マークＴＭ３が形成される。なお、本実施形態の測定に用いられる測定用マークＴＭ３とは、ウエハ上のレジストが露光された後に現像されて形成されたレジストのパターンである。
【００８９】
また、下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄも考慮すると、図８に示すように、測定用マークＴＭ３は、合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄの中心に位置するように形成される。
【００９０】
測定用マークＴＭ３は、図５に示す矩形の合わせ精度測定用マークと十字が重なった形状をもつ。なお、測定用マークＴＭ３を相補分割した相補マークの形状は、上記に限られず、ｘ方向に延びるライン部分と、ｙ方向に延びるライン部分とを有していればよい。従って、例えば中心の合わせ精度測定用マークＢＭ２部分は、一方の相補マーク側のみに形成することも可能である。
【００９１】
本実施形態に係る測定装置は、図２に示す測定装置のプログラム２ａとして、観察手段１からの観察画像に基づいて下層との合わせ精度測定をさらに行うようなプログラムを採用することにより実現される。従って、観察手段１としては、第１実施形態と同様に、光を用いて観察する光学顕微鏡、あるいは電子線を用いて観察する電子顕微鏡等のいずれを採用してもよい。
【００９２】
図９は、プログラム２ａを読み込むことにより処理部３が果たす機能を特定するブロック図である。
【００９３】
処理部３は、エッジ位置特定手段３１と、線幅測定手段３２と、つなぎ精度測定手段３３と、合わせ精度測定手段３４とを有する。
【００９４】
エッジ位置特定手段３１は、観察手段１から入力される画像信号に基づいてウエハの測定用マークのエッジを検出する。詳細には、エッジ位置特定手段３１は、観察手段１により得られる測定用マークのコントラスト信号から測定用マークのエッジを検出する。
【００９５】
線幅測定手段３２は、エッジ位置特定手段３１により特定された測定用マークを構成するつなぎ精度測定用部分Ｃ２１ａ，Ｃ２１ｂ，Ｃ２２ａ，Ｃ２２ｂのいずれかのエッジの間隔を求め、線幅として算出する。
【００９６】
つなぎ精度測定手段３３は、後述するように、つなぎ精度測定用部分Ｃ２１ａ，Ｃ２１ｂ，Ｃ２２ａ，Ｃ２２ｂについて、同一方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置を求め、当該中点位置のずれ量を求める。
【００９７】
合わせ精度測定手段３４は、後述するように測定用マークの一部分である合わせ精度測定用マークＢＭ２部分の重心位置を求め、下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１の重心位置からのずれ量を求める。
【００９８】
次に、図１０のフローチャートも参照しつつ、パターンの線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを測定する測定方法について詳細に説明する。
【００９９】
まず、図７（ｃ）に示すウエハに形成された測定用マークＴＭ３が観察手段１により観察され、エッジ位置特定手段３１により測定用マークＴＭ３のエッジ位置が特定される（ステップＳＴ１１）。
【０１００】
測定用マークＴＭ３のエッジ位置が特定された後、測定用マークＴＭ３を構成するつなぎ精度測定部分において、対向する２つのエッジ位置の間隔Ｗを求めて、測定用マークＴＭ２の線幅とする（ステップＳＴ１２）。なお、図７（ｃ）では、測定用マークＴＭ３を構成するつなぎ精度測定部分Ｃ２２ｂにおいて、ｘ方向に対向する線幅を測定する例について図解しているが、他の３つのつなぎ精度測定部分Ｃ２１ａ，Ｃ２１ｂ，Ｃ２２ａのいずれの線幅を測定してもよく、あるいは全てを測定してもよい。
【０１０１】
そして、上記の線幅測定（ステップＳＴ１２）と同時に、ｘ，ｙ方向におけるつなぎ精度を測定する（ステップＳＴ１３、図７（ｃ）参照）。
【０１０２】
ステップＳＴ３では、測定用マークＴＭ３を構成する第１相補マークＣ２１について、つなぎ精度測定部分Ｃ２１ａにおけるｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ２１ｙを求める。また、測定用マークＴＭ３を構成する第２相補マークＣ２２について、つなぎ精度測定部分Ｃ２２ａにおけるｙ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ２２ｙを求める。なお、中点位置ｍｐ２１ｙ，ｍｐ２２ｙは、ｙ座標のみでよい。そして、中点位置ｍｐ２１ｙ，ｍｐ２２ｙの差（ｍｐ２１ｙ−ｍｐ２２ｙ）により、ｙ方向におけるずれ量Δｙを求める。
【０１０３】
また、測定用マークＴＭ３を構成する第１相補マークＣ２１について、つなぎ精度測定部分Ｃ２１ｂにおけるｘ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ２１ｘを求める。また、測定用マークＴＭ３を構成する第２相補マークＣ２２について、つなぎ精度測定部分Ｃ２２ｂにおけるｘ方向に対向する２つのエッジ位置の中点位置ｍｐ２２ｘを求める。なお、中点位置ｍｐ２１ｘ，ｍｐ２２ｘは、ｘ座標のみでよい。そして、中点位置ｍｐ２１ｘ，ｍｐ２２ｘの差（ｍｐ２１ｘ−ｍｐ２２ｘ）により、ｘ方向におけるずれ量Δｘを求める。
【０１０４】
さらに、上記の線幅測定（ステップＳＴ１２）と同時に、下層との合わせ精度測定を行う（ステップＳＴ１４、図８参照）。
【０１０５】
下層との合わせ精度測定（ステップＳＴ１４）では、まず、ｙ方向に延びる下層のマークＢＭ１ａ，ＢＭ１ｂのｘ座標を検出する。ｘ座標の検出には、合わせ精度測定用マークＢＭ２側の内側のエッジの座標を用いてもよいし、外側のエッジの座標を用いてもよい。あるいは、内側のエッジの座標と外側のエッジの座標の中点を求め、これをｘ座標としてもよい。
このようにして求められたマークＢＭ１ａのｘ座標とマークＢＭ１ｂのｘ座標との中点を求める。
【０１０６】
同様に、ｘ方向に延びる下層のマークＢＭ１ｃ，ＢＭ１ｄのｙ座標を検出する。ｙ座標の検出方法は、上記のｘ座標の場合と同様である。このようにして求められたマークＢＭ１ｃのｙ座標とマークＢＭ１ｄのｙ座標との中点を求める。
これにより、下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄを一つのマークとした場合の重心位置が求められる。
【０１０７】
測定用マークＴＭ３の一部分である合わせ精度測定用マークＢＭ２部分についても、同様に、ｙ方向に延びる２辺のｘ座標の中点を求め、ｘ方向に延びる２辺のｙ座標の中点を求める。
これにより、合わせ精度測定用マークＢＭ２部分の重心位置が求められる。
【０１０８】
下層の合わせ精度測定用マークＢＭ１ａ〜ＢＭ１ｄの重心位置（ｘ座標、ｙ座標）と、合わせ精度測定用マークＢＭ２部分の重心位置（ｘ座標、ｙ座標）との差を求めることにより、ｘ方向およびｙ方向における下層との位置ずれが求められる。
【０１０９】
なお、より好ましくは、ウエハ内に上記の測定用マークＴＭ３が数点形成されるようにし、ウエハ内で数点、線幅とつなぎ精度と合わせ精度との測定データを取得することによりパターンの精度を保証する。
【０１１０】
以上のようにして、ウエハに形成された測定用マークの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が良好であると判定された場合に、当該レジストを用いて下地層がエッチングされて、パターン加工されて半導体装置のパターン層が形成される。加工後の半導体装置の層にも、測定用マークＴＭ３は残る。不良であると判定された場合には、レジストを剥離し、再度、レジスト塗布、露光、現像、測定を繰り返す。これにより、ウエハに形成されたデバイスパターンの線幅、つなぎ精度、合わせ精度が保証される。
【０１１１】
上記の本実施形態に係る測定方法によれば、線幅と、つなぎ精度の測定と、下層との合わせ精度測定とを一つの測定装置で行うことにより、相補露光により形成されたパターンの品質保証に必要な３つの測定工程を同時に行うことができる。
【０１１２】
このため、測定時間の短縮を図ることができ、本実施形態に係る測定方法を測定工程に組み込んだ半導体装置の製造方法は、測定時間の増加に伴う半導体装置のスループットの低下を防止することができる。
【０１１３】
線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを一つの測定装置により測定し得る測定用マークＴＭ３を分割した相補マークＣ２１，Ｃ２２を、ステンシルマスクに形成しておき、相補露光後に他のデバイスパターンと同様に測定用マークＴＭ３を形成するようにすることで、品質保証に対応したステンシルマスクを実現できる。
【０１１４】
上記のステンシルマスクを用いた相補露光によりデバイスパターンとともに形成された測定用マークを有する半導体装置は、線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度を保証することができることから、信頼性を向上させることができる。
【０１１５】
また、一つの測定用マークを用いて、線幅と、つなぎ測定と、下層との合わせ精度測定とを行うことができることから、マスクに形成する相補マークおよびウエハに形成される測定用マークの数を削減することができ、有効なデバイスパターン形成領域を大きくとることが可能となる。
【０１１６】
上記の線幅測定とつなぎ精度測定とを同時に行う測定装置は、観察手段１として従来の合わせ精度測定装置や、測長ＳＥＭ等を利用し、同時測定を実施させるための手順が書き込まれたプログラムを作製することのみで実現することができる。
【０１１７】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態では、具体的な測定用マークの形状を示して説明したが、形状や分割の仕方については種々の変更が可能である。また、マスクは、電子線を用いた露光方式以外にもイオンビーム等の荷電粒子線を用いた露光に適用可能である。また、第１実施形態の測定用マークＴＭ１は、特に測定用の専用マークに限られず、デバイスパターンを用いてもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】（ａ）はステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークを示し、（ｂ）は他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークを示し、（ｃ）はウエハに転写される測定用マークを示す図である（第１実施形態）。
【図２】本実施形態に係るプログラムが読み込まれることにより線幅測定とつなぎ精度測定とを同時に実施する測定装置のブロック図である。
【図３】本実施形態に係るプログラムが読み込まれることにより処理部が果たす機能を特定するブロック図である。
【図４】本実施形態に係るパターンの線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを測定する測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】合わせ精度測定のためのウエハに形成された合わせ精度測定用マークを示す図である。
【図６】（ａ）はステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークを示し、（ｂ）は他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークを示し、（ｃ）はウエハに転写される測定用マークを示す図である（第２実施形態）。
【図７】（ａ）はステンシルマスクの一のブロックのメンブレンに形成される第１相補マークを示し、（ｂ）は他のブロックのメンブレンに形成される第２相補マークを示し、（ｃ）はウエハに転写される測定用マークを示す図である（第３実施形態）。
【図８】合わせ精度測定を説明するための図である。
【図９】プログラムを読み込むことにより処理部が果たす機能を特定するブロック図である（第３実施形態）。
【図１０】本実施形態に係るパターンの線幅と、つなぎ精度と、下層との合わせ精度とを測定する測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】（ａ）はステンシルマスクの平面図であり、（ｂ）は露光領域の拡大斜視図である。
【図１２】ステンシルマスクの一つのパターン形成可能領域を拡大した斜視図である。
【図１３】ステンシルマスクへのパターン形成からウエハにパターンを形成するまでの工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…観察手段、２…記憶部、２ａ…プログラム、３…処理部、１０…ステンシルマスク、１２…露光領域、１３…メンブレン、１４…梁部、１５…開口、３１…エッジ位置特定手段、３２…線幅測定手段、３３…つなぎ精度測定手段、３４…合わせ精度測定手段、ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３…測定用マーク、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２…相補マーク、ＢＭ１ａ，ＢＭ１ｂ，ＢＭ１ｃ，ＢＭ１ｄ…下層の合わせ精度測定用マーク、ＢＭ２…合わせ精度測定用マーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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